KR20010114205A - 고압 액체 제트를 사용하는 치과 치료 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐뉼러(34)가 연장된 치과용 수압 제트 공구(35)를 사용하는 치과 시술 방법 및 장치에 관한 것이다. 캐뉼러(34)는 고압 액체 공급원에 연결되어, 고압 및 고속의 제트를 전달한다. 치근관 시술을 위해, 캐뉼러(34)는 치아(10)의 크라운(11) 내의 개구(32)를 관통하여 유도되고, 수압 제트 공구(35)는 내부 챔버(26) 내의 치수, 신경 및 혈관 조직으로 유도된다. 유체 제트(36)는 의료용 식염, 소독제, 항생제 또는 연마제 용액을 포함할 수 있다. 치아(10) 내의 모든 연질 조직은 치아(10)로부터 절단, 절제, 유화 및 흡인된다. 일반적인 구치 내의 모든 연질 조직을 절제, 유화 및 흡인하는 데 필요한 시간은 10 내지 240초 정도이다. 치아(20)의 내부 챔버(26)는 모든 연질 조직의 제거 완료를 위해 완전히 흡인되어 시각적으로 확인되고, 다음에 적절한 충전재로 충전된다. 치아(10) 상부 내의 개구(32)에는 보철 크라운이 충전되거나 제공된다. 유체 제트(36)는 치과용 수압 제트 공구(35)의 핸드피스(33) 내의 펄스 증폭 장치 또는 오리피스로부터 방출된 정상 스트림 제트에 의해 형성되는 펄스형 제트를 포함할 수도 있다. 유체 제트(36)는 충치 제거, 플라그, 치석 제거 및 연질 조직 수술에 사용될 수도 있다.

Description

고압 액체 제트를 사용하는 치과 치료 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DENTAL TREATMENT USING HIGH PRESSURE LIQUID JET}

기계적 기술을 사용하여 대부분의 치료를 수행하는 것은 종래 기술에서 그리고 공통적인 치과 관행(practice)으로 공지되어 있다. 예컨대, 치근관 시술(root canal procedure)이 다수 포함되는 경우가 있는 근관 치료학(endodontics)에서, 질환이 있는 치아가 먼저 진단되고, 다음에 치아의 크라운(crown)을 관통하여 치아의 치수 챔버(pulp chamber) 내로 개구가 천공된다. 치아가 고립되고 주변(field)이 살균된(sterilized) 후, 주로 혈액이 풍부한 조직(blood-rich tissue), 신경 섬유(nerve fiber) 및 괴사 성분(necrotic components)으로 구성된 치수가 흡인된다. 치수 챔버 내에는 1차 신경 섬유와, 치아를 지지하는 혈관(blood vessels)이 남아 있다. 이러한 조직은 치아의 치근단(the apex of the root) 내의 극미세 개구로부터 협소한 채널을 관통하여 연장되고, 흡인만으로는 제거될 수 없다.

일반적으로, 다음에, 신경 및 혈관 조직을 변위 및 침식(displace and abrade)시키기 위해 파일(file)이 협소한 채널 내로 삽입된다. 점점 큰 파일이 삽입되며, 협소한 채널 내의 모든 연질 조직이 제거된다. 세정 및 치료(cleaning and preparation) 후, 치수 챔버 및 치근 채널에는 살균된 고체 재료가 충전되고, 천공된 개구에는 표준형 금, 은 또는 다른 치과용 충전 치료제(filling preparations)가 충전된다.

이러한 일반적인 시술은 노동 집약적이기 때문에, 치과 의사의 기술 및 경험뿐만 아니라 시간에 있어서도 고비용 발생 인자가 된다. 더욱이, 이러한 시술은 고통스러울 수도 있고, 시술에 필요한 비교적 장시간 동안에 치아 부위의 감각을 완전히 잃어버리게 하도록 충분한 국소 마취제(local anesthetic)가 주사되어야 한다.

치근관 시술로부터 발생하는 것으로 알려져 있는 합병증(complications)으로는 치근관 및 치수 챔버 내의 질환이 있는 조직의 불완전한 제거로부터 발생하는 감염 또는 치근관 시술 동안에 상기 공간 내로의 다른 감염성 세균(bacteria)의 유입이 있다. 또한, 치과 의사는 예컨대 치근 기부의 치근단 개구(apical opening)를 관통하여 파일 장치를 전진시킴으로써 의도와는 상관없이 치아를 천공할 수도 있고, 이와 같이 형성된 치근단 개구는 재발성 감염 및 염증(renewed infection and inflammation)을 위한 매개체(vector)를 제공할 수도 있다. 종종, 이러한 합병증에 앞서서 치근관 시술 후 강력한 항생제(antibiotic)를 포함하는 약물 치료가 처방된다. 다른 합병증으로는 치아 내에 남겨진 파손된 장치, 또는 치아의 치근 또는 치체(body)의 골절이 있다.

이러한 치과 시술에서의 최근의 혁신으로는 광섬유에 의해 치수 챔버 및 치근 채널 내로 전달되는 레이저 광선의 사용이 있다. 고출력 광학 에너지는 치수 및 신경 조직을 증발시키고, 살균이라는 고유 기능도 수행한다. 그러나, 조직 연소(tissue combustion)의 산물은 치수 챔버 및 치근 채널의 내부를 오염시킬 수도 있고, 레이저 펄스는 협소한 치근 채널 내의 모든 조직과 접촉되지 않을 수도 있어, 매우 불만족스러운 결과를 일으킬 수도 있다. 이러한 결과를 피하기 위해, 과도한 레이저 에너지를 가하려는 경향이 있는데, 이는 치아 및 주변 조직을 과열시켜 괴사(necrosis)를 일으킬 수도 있다. 또한, 이미 존재하는 금속 충전물에 충돌하는 레이저 에너지는 위험한 반사 비임(reflected beam) 및 예측하지 못한 손상을 일으킬 수도 있다.

또 다른 예로서, 일반적으로 치은 절제술(gingivectomy procedures)을 포함하는 치주 임상(periodontal practice)에서, 치은(gingiva)은 대개 메스(scalpel)를 사용하여 절제되고(resected), 스케일링(scaling) 및 치근 평활술(root planing)은 전용 강철 공구로 수행된다. 이러한 시술 및 대부분의 다른 치과 시술은 기계 드릴, 천공기(burr), 및 절삭 휠(wheel)로 수행된다.

초음파 구동식 스케일링 장치(ultrasound-driven scaling instruments), 충치(caries) 제거용 고출력 레이저 등의 혁신으로도 거의 1세기 동안 사용되었던 것과 동일한 기계 공구에 대한 치과 의사의 의존도를 실질적으로 바꾸지 못했다. 모든 기계 공구는 뼈(bone)를 통해 환자의 청각 기관(ears)으로 직접 안내되는 높은 수준의 진동 및 소리를 발생시켜, 환자의 안락성 문제를 일으킨다. 또한, 초음파 공구뿐만 아니라 기계 공구도 매우 국소화된 부위에서 상당량의 열을 발생시켜, 직접적인 고통 자극을 일으킨다. 물 분무 장치는 이러한 열을 제거하도록 제공되지만, 열의 국소 발생원(point source)에서 효과적이지 못할 수도 있다. 이러한 관점에서, 치과용 레이저에 의해 발생되는 열은 가장 큰 문제를 내포할 수도 있다.

분명히, 종래 기술은 치과 의사가 환자의 치아를 수술할 때 열, 소음 및 진동을 발생시키지 않고 광범위한 치과 치료 시술을 수행할 수 있는 개선된 치과 장치에 대한 미충족 필요(unmet needs)를 보여주고 있다.

본 발명은 치과 시술을 수행하는 장치에 관한 것으로, 특히 고압 액체 제트를 사용하여 치과 시술을 수행하는 장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 치수 절제술/치근관 시술을 하기 전의 일반적인 인간의 치아의 정단면도이다.

도2는 치수 챔버로 치아 상부를 관통하는 개구를 형성하는 단계를 도시하는 도1에서와 같은 정단면도이다.

도3은 치아의 상부 개구를 관통하여 연장되어 고압 및 고속의 제트를 방출하도록 작동되는 치과용 수압 제트 공구의 캐뉼러를 도시하는 도1 및 도2에서와 같은 정단면도이다.

도4는 유화 및 흡인되는 하나의 치근 채널 및 치수 챔버의 일부 내의 연질 조직을 도시하는 도1 내지 도3에서와 같은 정단면도이다.

도5는 유화 및 흡인되는 치근 채널 및 모든 치수 챔버 내의 연질 조직을 도시하는 도1 내지 도4에서와 같은 정단면도이다.

도6은 충전재로 충전된 치수 챔버 및 치근 채널과 시술의 완료 후 충전된 상부 개구를 도시하는 도1 내지 도5에서와 같은 정단면도이다.

도7은 본 발명의 고압 제트 치과 장치를 작동시키는 전기 구동 시스템의 기능을 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도8은 본 발명의 고압 제트 치과 장치를 작동시키는 공기 구동 시스템의 기능을 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도9는 도7 및 도8에 도시된 유체 저장조의 하나의 실시예의 정단면도이다.

도10은 도7 및 도8에 도시된 유체 저장조의 또 다른 실시예의 정단면도이다.

도11은 도7 및 도8에 도시된 유체 저장조의 추가 실시예의 정단면도이다.

도12는 도7 및 도8에 도시된 유체 저장조의 추가 실시예의 정단면도이다.

도13은 본 발명의 유체 저장조에서 사용되는 정화수(purified water)를 발생시키는 시스템의 기능을 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도14는 본 발명의 고압 제트 치과 장치의 핸드피스부의 측단면도이다.

도15a 내지 도15d는 도14에 도시된 치과 장치의 출력단(output tips)의 다른 실시예의 측단면도이다.

도16a는 도14에 도시된 치과 장치의 출력단의 추가 실시예의 확대 단부도이다.

도16b는 도16a의 선 16b-16b를 따른 출력단의 부분 절결 단면도이다.

본 발명은 일반적으로 현재의 기계적, 치과적 기술 및 장치와 관련된 문제를 극복하는 치과 치료 장치 및 방법을 포함한다. 하나의 태양에서, 본 발명은 인간 또는 동물의 치아 내부로부터 연질 조직을 제거하여 감염성이 있고 염증이 발생된 괴사 조직이 제거될 수 있고, 치아 및 치주 조직이 건강한 상태로 회복될 수 있게 하는 기술을 포함한다. 본 발명의 다른 특징적인 태양은 연질 조직을 절제, 유화 및 흡인하도록 치아 내의 연질 조직으로 유도되는 물 또는 다른 액체의 고압 제트를 대신 채용하여 파일 및 다른 기계 연마 변위 공구에 대한 필요성을 제거하는 것이다. 연질 조직은 주변의 악골(jaw bone)로부터 각각의 치근단을 관통하여 치근 챔버 내로 그리고 치아의 치수 챔버로 연장되는 치수, 신경 조직 및 혈관을 포함할 수도 있다.

본 발명은 핸드피스(handpiece) 및 그로부터 연장된 캐뉼러(cannula)를 갖는 치과용 수압 제트 공구를 제공한다. 캐뉼러는 고압의 물 또는 다른 액체의 공급원에 연결되고, 고압 및 고속의 제트를 전달하는 말단 오리피스를 포함한다. 고압공급원의 압력 범위는 대략 3.45 내지 413 ㎫(500 내지 60,000 psi)이고, 제트 오리피스는 직경이 대략 10 내지 800 ㎛이다. 캐뉼러는 조직뿐만 아니라 제트로부터의 유체도 제거하는 흡인력을 제공할 수도 있고, 또는 흡인력은 진공 흡인 유닛에 연결된 제2 캐뉼러에 의해 제공될 수도 있다. 예시적인 장치는 본 발명과 함께 공동 양도된 미국 특허 제5,562,692호에 기재되어 있다.

본 발명의 방법을 시작하기 위해, 질환이 있어서 치수 절제술(pulpectomy)/치근관 시술의 필요성이 있는 것으로 진단된 치아를 개방하는데, 즉 표준형 치과 연마 또는 드릴링 장치를 사용하여 치아의 크라운 내에 구멍을 형성한다. 다음에, 치과용 댐(dam) 또는 유사한 보호 실드(shield)를 사용하여 치아를 고립시킨다.

다음에, 수압 제트 공구의 캐뉼러는 치아의 크라운 내에 새롭게 형성된 구멍을 관통하여 유도되고, 액체의 제트는 치아의 내부 챔버 내의 치수, 신경 및 혈관 조직으로 유도된다. 유체는 의료용 식염 용액, 및/또는 소독제(disinfectant) 용액, 및/또는 항생제 용액, 및/또는 연마제 용액을 포함할 수도 있다. 수압 제트 공구에 의해 형성된 압력 범위 및 제트 직경에서, 치아 내의 모든 연질 조직은 치아부터 절단, 절제, 유화 및 흡인된다. 흡인력은 수압 제트 공구 또는 표준형 치과 흡인 장치의 캐뉼러에 의해 제공될 수도 있다.

본 발명에 따른 방법의 다른 특징적인 태양은 수압 제트가 치아 내의 모든 연질 조직을 용이하게 제거하지만, 경질의 석회질 치아 조직의 절단 또는 침식에 있어서 그 성능이 제한되는 것이다. 마찬가지로, 수압 제트의 속도는 신경 섬유 및 혈관이 주변의 악골로부터 치근 채널 내로 진입하는 치근단 개구를 관통하여 절단하기에는 부족하다. 결과적으로, 치수 절제술/치근관 시술의 과정은 자기 제한(self-limiting) 한도까지 진행되고, 예컨대 치근단 개구가 자연적으로 폐쇄되어 있다면 이를 관통할 수 없으며, 이는 종래 기술의 시술로부터 나온 것으로 알려진 문제 발생 원인 및 합병증이다. 또한, 방부제(antiseptic) 또는 항생제 용액의 사용은 치근단 개구가 손상되더라도 시술 후 감염 가능성을 감소시킨다.

더욱이, 일반적인 구치(molar) 내의 모든 연질 조직을 절제, 유화 및 흡인하는 데 필요한 시간은 10 내지 240초 정도이기 때문에, 상기 시술에 드는 시간 및 노동이 더욱 감소된다. 제거 단계를 완료하는 데 걸리는 시간의 감소는 국소 마취에 대한 필요성을 감소시키고, 환자가 (있다면) 고통을 겪는 시간을 감소시키고, 치과 시술의 처리량을 전체적으로 증가시킨다.

다음에, 치아의 내부 챔버는 완전히 흡인되고 모든 연질 조직의 제거 완료가 확인된다. 다음에, 내부 챔버는 종래 기술에 공지된 적절한 충전재로 충전되고, 치아 상부의 개구에는 치과 업계에서 공지된 바와 같은 보철 크라운(prosthetic crown)이 충전되거나 제공된다.

유체 제트는 상기 인용된 베어(Bair)의 미국 특허에 기재된 바와 같은 치과용 수압 제트 공구의 핸드피스 내의 펄스 증폭 장치에 의해 형성되는 펄스형 제트를 포함할 수도 있는 것을 주목하여야 한다. 아니면, 핸드피스는 오리피스로부터 방출되는 정상 스트림 제트를 형성하도록 고압 유체 공급원에 연결될 수도 있다. 핸드피스는 치은 절제술, 육아 조직(granulation tissue)의 제거, 접골 수술(muco-osseous surgery), 충치 제거, 스케일링, 플라그 및 치석 제거 등의근관(endodontal), 치주, 외과 및 회복 시술과, 발치(extractions)와, 조직 절개(tissue incisions)를 수행하도록 다른 치면 및 조직으로 유도될 수도 있다.

본 발명은 일반적으로 기존의 기계적, 치과적 기술 및 장치와 관련된 문제점을 극복하는 치과 치료 장치 및 방법을 포함한다. 일태양에 있어서, 본 발명은 치수 절제술 또는 치근관 시술을 수행하는 기술, 즉 연질 조직을 절제, 유화 및 흡인함으로써 치아 내의 연질 조직을 제거하는 기술을 포함한다.

도1을 참조하면, 일반적인 인간 치아(10)는 치은 조직(12)으로부터 연장되는 크라운(11)과, 각각의 치조골(alveolus)(14) 내에 수용된 적어도 하나의 치근(13)과, 백악 법랑 경계(cemento-enamel junction)에서 치근과 크라운을 결합하는 네크부(neck portion)(16)로 구성된다. 치조골은 하악골(mandible)(17)의 뼈조직 내의 깊은 함몰부이고, 각각의 치근단(18)에서 치아와 마주보는 골막(periosteum)과 정렬된다. 치조골의 가장자리에서, 골막은 치은 조직(12)의 인대와 연속된다. 치아의 경질 조직은 치아의 1차 조직을 제공하는 상아층(21)과, 내구성 연마 치면을 형성하여 네크부(16)의 백악 법랑 경계까지 아래로 크라운(11)을 덮는 매우 경질인 법랑층(22)을 포함한다.

상아층(21) 내에는 치수 챔버(26)가 형성된다. 치근관(27)이라고 부르는 치수 챔버(26)의 돌기(processes)는 각각의 치근(13)의 중심에 배치되어 미세한 오리피스인 치근단 구멍(apical foramen)(28)에서 각각의 치근단(18)을 관통하여 연장된다. 치수 챔버(26) 및 치근관(27)은 치수와, 다수의 신경 및 혈관을 함유한 연질 혈관 조직과, 다른 조직 성분을 포함한다. 치수는 치수 챔버 및 치근관의 상피층(epithelial lining)을 통해 치아에 대해 에너지 및 영양(enervation and sustenance)을 제공한다.

본 발명의 방법은 질환이 있어서 치수 절제술/치근관 시술이 필요한 것으로 진단된 치아를 치료하는 데 사용된다. 도2를 참조하면, 치아는 치과용 드릴(31) 또는 이에 준하는 천공기나 연마 공구를 채용하여 우선 개방된다. 이로 인해 발생된 개구(32)는 도3에 도시된 바와 같이 치수 챔버(26) 및 치근 채널(27)로 접근하도록 법랑층 및 상아층을 관통하여 연장된다. 캐뉼러(34)가 연장된 핸드피스(33)를 포함하는 치과용 수압 제트 공구(35)가 제공된다. 캐뉼러는 고압 및 고속이면서 작은 부피의 액체 제트(36)를 발생시키도록 된 말단 오리피스를 포함한다. 캐뉼러(34)가 개구(32) 내로 삽입되도록 조작된 핸드피스는 액체 제트(36)를 치수 챔버(26) 및 치근 채널(27) 내의 연질 조직으로 유도한다. 액체 제트는 연질 조직을 용이하게 관통하여 절단하고, 액체 제트에 의해 발생된 에너지 및 난류는 접촉을 통해 연질 조직을 유화시킨다. 더욱이, 난류성 액체는 치근 채널(27)의 협소한 공간 내로 용이하게 침투하여(도4 참조), 내부의 신경 및 혈관 조직의 철저한 절제 및 유화를 수행한다. 캐뉼러(34)는 유화된 조직을 제거하는 진공 흡인력 및 제트 유체를 제공할 수도 있고, 또는 2차 흡인 캐뉼러가 채용될 수도 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 고압 제트의 압력 범위는 대략 3.45 내지 413 ㎫(500 내지 60,000 psi)이고, 제트의 직경은 10 내지 800 ㎛이다. 이러한 변수는 치아의 경질 조직을 절단하지도 불리하게 침식시킬 수도 없는 액체 제트를 제공하도록 선택된다. 결과적으로, 액체 제트(36)의 절제 및 유화 작용은 치근단 구멍이 자연적으로 폐쇄되면 치근단 구멍(28)을 통과할 수 없기 때문에, 치근 기부에서의 치조골낭(alveolar sac) 또는 골막을 손상시킬 수 없다. 이와 같이, 종래 기술의 시술에서 있었던 실질적인 수술 후의 합병증 발생원은 본 발명의 자기 제한 특징에 의해 완전히 제거된다.

액체 제트(36)는 연질 조직 내에서 신속하게 작용하고, 일반적인 치아 내의 모든 연질 조직을 절제, 유화 및 흡인하는 데 필요한 시간은 대략 10 내지 240초이다. 물론, 복수개의 치근 채널(27)을 갖는 구치 등의 치아에는 보다 많은 시간이 필요하다. 도5에 도시된 바와 같이, 치과용 수압 제트 공구(35)는 내부의 모든 연질 조직을 제거하도록 캐뉼러(34) 및 액체 제트(36)를 각각의 치근 채널 내로 유도하도록 조작될 수도 있다.

액체 제트(36)를 구성하는 액체는 살균된 물이나 의료용 식염 용액, 방부제 용액, 또는 항생제 용액, 연마제 용액, 다른 약물(medications)이나 화학 약품 또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 종류의 용액 중 하나 이상이 일련의 순서로 사용될 수도 있다. 예컨대, 식염 용액이 절제 및 유화 과정을 위해 사용되고, 이어서 공동을 세정하기(scour) 위해 연마제 용액이 사용되고, 고유 세균(indigenous bacteria)을 제거하기 위해 방부제 용액이 사용되고, 다음에 감염성 병원체(infective agent)의 재성장을 방지하기 위해 항생제 용액이 사용될 수도 있다. 유체 제트는 상기 인용된 베어의 미국 특허에 기재된 바와 같은 치과용 수압 제트 공구의 핸드피스 내의 펄스 증폭 장치에 의해 형성되는 펄스형 제트를 포함할 수도 있는 것을 주목하여야 한다. 아니면, 핸드피스는 오리피스로부터 방출되는 정상 스트림 제트를 형성하도록 고압 유체 공급원에 연결될 수도 있다.

치수 챔버 및 치근 채널이 완전히 흡인되어 제거가 시각적으로 확인된 후, 치수 챔버 및 치근 채널에는 치과 업계에서 공지된 바와 같은 불활성 방부제(41)가 충전된다. 그 후, 개구(32)는 은 아말감, 금 인레이(inlay)나 크라운, 또는 경화된 복합 재료 등의 표준형 치과 재료(42)를 사용하여 충전된다. 시술 절차는 이와 같이 완료된다.

치수 절제술/치근관 시술을 수행하기 위한 치과용 수압 제트의 사용은 종래 기술을 뛰어넘는 다음과 같은 장점을 나타낸다.

1) 치수 챔버 및 치근 채널 내의 모든 연질 조직의 완전한 제거

2) 신속한 완료로 인한 마취제 사용의 감소, 환자가 겪는 고통의 감소, 및 숙련된 치과 의사의 비용 및 사무실 총경비의 감소

3) 치근 또는 치근단 구멍의 천공으로 인한 합병증의 제거

4) 수술 후 감염을 최소화시키는 적절한 제트 액체의 사용에 의한 수술 부위의 살균

도7을 참조하면, 상술된 시술을 수행하는 장치는 작업 유체를 치과용 수압 제트 장치(35)로 공급하는 유체 저장조(51)를 포함한다. 유체 저장조(51)로부터의 유체는 유체 압력을 전술한 압력 범위까지 상승시키도록 압력 펌프(52)로 이송된다. 압력 펌프(52)는 시스템 작업자 또는 치과 의사에 의해 설정된 전기 제어부(53)에 의해 제어된다. 압력 조절기(54)는 압력 펌프(52)의 출력 압력을 제한하고, 안전 밸브(56)는 안전 조건의 설정이 없다면 압력 차단(cutout) 기능을 제공한다. 가압 유체는 안전 밸브(56)로부터 제어 밸브(57)로 이송된다. 제어 밸브(57)로부터 출력된 가압 유체는 가요성 튜브 라인(61)을 통해 치과용 수압 제트 공구(35)로 선택적으로 이송되며, 수압 제트 공구(35)는 고압 제트(36)를 치과 의사 또는 다른 숙련된 시술자의 감독 하에 방출시킨다.

제어 밸브(57)의 출력은 수압 제트 공구(35)의 풋스위치(footswitch) 또는 온-오프 스위치와 같은 스위치(58)에 의해 사용자의 요구에 따라 제공된다. 제어 밸브는 스위치(58)가 오프될 때마다 튜브 라인(61) 내의 압력을 즉시 강하시키는 압력 펌프의 추가 기능을 갖고 있으며, 이럼으로써 고압 제트(36)는 압력이 즉시 강하된다. 고압 제트(36)의 신속하고 정확한 차단이 필요한 경우에, 고압 제트 출력을 기계적으로 차단하기 위해 수압 제트 공구(35)의 출력단에 셔터 밸브(59)가 제공될 수도 있다.

도8을 참조하면, 도7의 장치와 유사한 치과 시술을 수행하는 장치가 도시되어 있는데, 공통 구성 요소에는 프라임(')이 부가된 동일한 도면 부호가 제공된다. 도8의 장치의 1차적인 특징은 가압 공기 공급원(62)을 구비하고 있다는 것이며, 이는 공기식 압력 펌프(52')를 구동시키기 위해 압력 조절기(63)를 통해 공기압을 이송한다. 다른 구성 요소는 도7을 참조하여 기재된 바와 실질적으로 동일하게 작동된다.

도7 또는 도8에 기재된 장치들은 치과 사무실 또는 의료 사무실에 놓인 크기 및 형상에 적합한 작은 캐비넷 내에 수납될 수도 있다.

도9를 참조하면, 유체 저장조(51 또는 51')의 하나의 실시예(70)는 충전 유체(67)가 내부에 보유된 탱크(66)를 포함한다. 마개(stopper)(68)는 탱크 개구를 밀봉하고, 전달 튜브(69)는 마개를 관통하여 탱크(66)의 저부로 연장된다. 또 다른 튜브(71)는 탱크 내의 상부 공간(head space)을 가압하도록 마개를 관통하여 연장되어 유체(67)를 전달 튜브(69)를 통해 압력 펌프(52 또는 52')로 유동시킨다.

도10에 도시된 바와 같은 유체 저장조의 추가 실시예(75)는 도9의 유체 저장조와 유사한 기능을 하는 구성 요소를 일부 포함하고, 유사한 구성 요소에는 프라임(')이 부가된 동일한 도면 부호가 제공된다. 유체 저장조 또는 탱크(75)는 연마제 유체 제트로 이익을 얻는 상기 시술에 사용되는 연마제 충전 용액(73)을 보유한다. 연마제 용액은 종래 기술에서 공지된 바와 같은 기계 교반 장치에 의해 교반되며, 유체 내에 현탁된 연마제 화합물을 유지시키기 위해 외부 자기 장치에 의해 자기적으로 구동되는 교반 볼, 교반 패들, 또는 탱크(75)를 요동시키거나 진동시키는 장치를 포함할 수도 있다.

도11을 참조하면, 본 발명에 따른 유체 저장조의 또 다른 실시예(76)는 수압 제트 장치에 사용되는 미리 혼합된 유체(78)의 밀봉백(77)을 포함한다. 밀봉백(77)은 밀봉 가능한 용기 또는 압력 전달 탱크(79) 내에 놓이고, 배출 포트(81)는 압력 펌프(52)에 연결되도록 밀봉 가능한 용기를 통해 밀봉백(77) 내부로부터 연장된다. 탱크 또는 용기(79)는 안전 밸브(56 또는 56')의 출력 등 가압 유체 공급원에 연결된 포트(82)를 포함하며, 이럼으로써 용기 내의 압력은 미리 혼합된 유체(78)를 압력 펌프(52)의 조절된 압력으로 배출 포트(81)로부터 유동시킨다. 이러한 배치에 있어서, 저장조(51 또는 51') 내의 유체는 밀봉백(77)이 미리 혼합된 유체(78)의 오염을 방지하기 때문에 살균될 필요가 없다.

도12에 도시된 간략화된 수압 제트 유체 공급원은 미리 혼합된 제트 유체(84)의 백(83)을 포함한다. 백은 배출 튜브(87)가 미리 혼합된 제트 유체(84)를 펌프(52)에 연결시키도록 관통하여 연장되는 밀봉부(86)를 일단에 포함한다. 백은 IV백과 유사한, 도시된 바와 같은 역전된 방식으로 백을 용이하게 현수하도록 백의 타단부에 구멍(88) 등의 수단을 더 포함하며, 이럼으로써 미리 혼합된 제트 유체는 백(83)으로부터 중력 방향으로 배출될 것이다.

본 발명의 추가 태양은 치과용 수압 제트 공구(35)에서 사용되는 살균 유체를 제조하는 시스템을 제공하는 것이다. 도13을 참조하면, 탱크(91)는 순수(de-ionized water) 공급원(92)에 의해 충전 및 보충된다. 염소 주사 장치(93)는 물의 1차 정화를 제공하도록 염소 가스 또는 염소 화합물을 탱크에 추가한다. 또한, 펌프(94)는 탱크로부터 물을 흡인하여 자외선 살균기(96)로 전달한다. 물이 살균기(96)로부터 다시 탱크(91)로 통과하면서, 오존 발생기(ozonator)(97)는 액체를 추가로 살균하도록 오존을 물에 추가한다. 염소, 자외선 및 오존의 조합은 세균성, 바이러스성 및 기생 유기체(bacterial, viral, and parasitic organisms)를 물로부터 제거하는 데 효과적이며, 치과용 수압 제트 공구의 사용으로부터의 감염 가능성을 최소화시킨다. 살균 유체는 펌프(98)에 의해 탱크(91)로부터 흡인되어 마이크론 미만의 필터(99)를 통과하며, 유체 저장조(52 또는 52')로 직접 이송되거나, 상기 개시된 유체 저장조의 실시예 중 어느 하나로 이송된다.

도14를 참조하면, 치과용 수압 제트 장치(35)의 핸드피스(33)는 튜브형 배럴(101)과, 튜브형 배럴(101)의 주변 단부(proximal end)와 동심으로 결합된 튜브 커넥터(102)를 포함한다. 제트 튜브(103)는 튜브 커넥터(102)로부터 말단으로 그리고 동심으로 연장되고, 복수개의 스파이더 스페이서(spider spacers)(104) 및 이격 러그(spacing lugs)(106)에 의해 배럴의 중심에 유지된다. 튜브 커넥터(102)는 고압 유체를 공급하는 튜브 라인(61)에 결합되도록 되어 있고, 제트 튜브(103)는 캐뉼러(34)의 말단부로 연장된다. 배럴(101)의 내부 공간(107)은 유체 및 찌꺼기용 배출 채널(evacuation channel)을 포함하고, 커넥터(108)를 통해 진공 흡인 시스템에 결합된다.

핸드피스(35)로부터 연장되는 캐뉼러(34)의 말단부에는 도15a 내지 도15d에도시된 바와 같은 다양한 각도 배치(angular conformations)가 제공될 수도 있다. 도15a를 참조하면, 캐뉼러 선단(34a)은 캐뉼러의 말단 개구와 대체로 동일 평면인 제트 튜브(103)의 말단부와 함께 수압 제트 장치의 축으로부터 대략 0 내지 60°로 경사져 있을 수도 있다. 캐뉼러의 개방 단부는 채널(107) 및 커넥터(108)를 통한 유체 및 찌꺼기의 흡인 및 제거를 제공한다. 도15b에 도시된 바와 같이, 캐뉼러 선단(34b)은 캐뉼러 선단의 단부로부터 말단으로 연장되는 제트 튜브(103)와 함께 수압 제트 장치의 축과 선형으로 연장될 수도 있다. 연장된 제트 튜브는 수압 제트의 향상된 시각적인 관찰 및 타겟에 대한 충돌(impingement)을 제공한다. 더욱이, 상기 기재된 치근관 시술에서, 연장된 제트 튜브는 치수 챔버 및 치근관 내로 삽입될 수도 있으며, 치근관 시술의 완료를 용이하게 한다. 도15c 및 도15d는 캐뉼러 선단(34c, 34d)을 도시하고 있으며, 각각의 캐뉼러 선단은 개방된 치아 내로 연장되어 구강 내의 눈에 잘 띄지 않는 다른 타겟에 도달하도록 60 내지 120° 각도의 굽힘부(angular bend)를 포함한다. 또한, 캐뉼러 선단(34d)에는 캐뉼러 선단에 인접한 곡면부(curved portion)가 제공된다.

도16a 및 도16b를 참조하면, 캐뉼러(34)의 말단부의 추가 실시예는 캐뉼러(34)에 직각으로 연장하고 제트 튜브(103)에 연결된 제트 형성 노즐(111)을 포함한다. 제트 형성 노즐(111)을 중심으로는 원추 단면의 곡면 등의 곡면 배치(curved conformations)를 갖고 바람직하게는 투명한 플라스틱 등으로 형성되는 벨 형상의 실드(112)가 연장된다. 실드(112)와 제트 형성 노즐(111) 사이의 간극(113)에는 흡인 흡입 포트가 제공되고, 캐뉼러의 흡인 채널(107)에 연결된다.실드는 타겟에 대한 수압 제트의 충돌에 의해 형성되는 대량의 스프레이(spray)를 포획하며, 투명한 플라스틱은 타겟의 시각적인 관찰을 가능하게 한다.

본 명세서에서 개시된 치과용 수압 제트 장치는 치근관 및 치수 절제술 외에도 다른 치료 및 시술을 수행하는 데 채용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 유체 제트는 치석 및 플라그의 제거 또는 치근 평활술을 수행하는 데 예외적으로 적합할 수도 있다. 이러한 과정은 유체 제트를 위한 유체로서 연마제 용액의 사용을 통해 향상될 수도 있다. 마찬가지로, 유체 제트는 접골 수술뿐만 아니라 치은의 절제(excision and resection), 육아 조직의 제거에도 사용될 수도 있다. 또한, 유체 제트는 유체 제트가 치근으로의 섬유성 부착물을 절단하는 데 사용되어 다음의 발치를 용이하게 한다는 점에서 발치 시술의 보조 시술 수단일 수도 있다. 이러한 시술은 유체 제트를 형성하는 데 있어서 항생제 용액의 사용에 의해 도움을 받을 수도 있다.

또한, 충치 치아 조직을 제거하는 데 충분한 에너지의 유체 제트가 사용되어 간단한 충치 제거 및 충전을 위한 치료에 제공될 수도 있다. 제트 에너지의 적절한 선택은 주변의 건강한 법랑질 및 상아질이 유체 제트에 의해 손상을 받지 않는 상태로 충치 조직을 선택적으로 제거하는 것이라고 알려져 왔다. 이러한 과정은 유체 제트용 유체로서 연마제 용액의 사용을 통해 향상될 수도 있다.

치과용 수압 제트 장치는 타겟 장소에서의 열 및 진동을 실질적으로 발생시키지 않으면서 치수 절제술/치근관 시술뿐만 아니라 상기의 모든 치료 선택 시술을 제공한다. 이러한 특징은 종래 기술의 기계 공구, 초음파 장치 및 치과용 레이저를 뛰어 넘는 현저한 진보이다.

본 발명에 따른 양호한 실시예의 상기 설명은 도시 및 설명을 위해 제시되었다. 이는 본 발명을 개시된 바와 같은 특정한 형태로 제한하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 범주를 벗어나지 않고도 상기 개시 내용에 비추어 다수의 변형 및 변화가 가능하다. 상기된 실시예는 다른 당업자가 본 발명에서 고려된 특정한 목적에 적합한 다양한 실시예 및 다양한 변형으로 본 발명을 가장 잘 이용할 수 있도록 본 발명의 원리 및 그 실제 적용을 가장 잘 설명하도록 선택된다. 본 발명의 범주는 첨부된 청구의 범위에 의해 한정되어야 한다.

Claims (41)

1. 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법에 있어서,

   치수 챔버로 접근하도록 치아의 상부를 관통하여 개구를 형성하는 단계와,

   고압 및 고속의 액체 제트를 방출하도록 된 오리피스를 갖는 치과용 수압 제트 공구를 제공하는 단계와,

   연질 조직을 절제 및 유화시키기 위해 고압 및 고속의 액체 제트를 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 연질 조직으로 향하게 하는 단계와,

   절제 및 유화된 연질 조직을 치수 챔버 및 치근관으로부터 흡인 및 제거하는 단계와,

   치수 챔버 및 치근관을 치과용 충전 화합물로 충전하는 단계와,

   치아의 상부를 관통하는 개구를 치과용 충전 치료체로 폐쇄시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
2. 제1항에 있어서, 치아의 상부 내에 형성된 개구를 관통하여 연장되도록 된 캐뉼러를 수압 제트 공구에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
3. 제1항에 있어서, 수압 제트 공구의 캐뉼러를 통해 진공 흡인력을 제공하는단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
4. 제1항에 있어서, 액체 제트는 3.45 내지 206.8 ㎫(500 내지 30,000 psi)의 압력 범위로 방출되는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
5. 제1항에 있어서, 액체 제트는 20 내지 800 ㎛ 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
6. 제1항에 있어서, 액체 제트는 치아 내의 연질 조직을 절제 및 유화시킬 정도로 충분한 에너지를 갖지만, 치아의 경질 조직을 절단 또는 실질적으로 침식시키기에는 불충분한 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
7. 제1항에 있어서, 액체 제트는 치아 내의 연질 조직을 절제 및 유화시킬 정도로 충분한 에너지를 갖지만, 치근관의 폐쇄된 치근단 구멍을 천공하기에는 불충분한 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
8. 제1항에 있어서, 절제 및 유화된 연질 조직을 흡인 및 제거하는 단계를 수행하기 위해 진공 흡인 캐뉼러를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
9. 제1항에 있어서, 개구가 형성된 후 액체 제트를 치아 내의 연질 조직으로 향하게 하는 단계 전에 치아를 둘러싸는 치과용 댐을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
10. 제1항에 있어서, 살균 수용액의 액체 제트를 형성하기 위해 살균 수용액을 치과용 수압 제트 공구에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
11. 제1항에 있어서, 방부제 용액의 액체 제트를 형성하기 위해 방부제 용액을 치과용 수압 제트 공구에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
12. 제1항에 있어서, 항생제 용액의 액체 제트를 형성하기 위해 항생제 용액을 치과용 수압 제트 공구에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
13. 제1항에 있어서, 오리피스로부터 일정한 제트 스트림을 전달하기 위해 고압 액체의 일정한 공급원을 치과용 수압 제트 공구에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
14. 제1항에 있어서, 고압 액체의 펄스를 발생시켜 오리피스로 전달하기 위해 압력 증폭 장치를 치과용 수압 제트 공구 내에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 치수 챔버 및 치근관 내의 모든 연질 조직의 제거 방법.
15. 치아로부터의 충치 조직의 제거 방법에 있어서,

    고압 및 고속의 액체 제트를 방출하도록 된 오리피스를 갖는 치과용 수압 제트 공구를 제공하는 단계와,

    충치 조직을 침식 및 절제하기 위해 고압 및 고속의 액체 제트를 충치 조직으로 향하게 하는 단계와,

    침식 및 절제된 충치 조직을 흡인 및 제거하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아로부터의 충치 조직의 제거 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 액체 제트의 액체를 형성하기 위해 연마 물질을 함유한 용액을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아로부터의 충치 조직의 제거 방법.
17. 제15항에 있어서, 주변의 건강한 치아 조직에 실질적으로 영향을 주지 않고 충치 조직의 침식 및 절제에 영향을 주는 상기 액체 제트의 속도 및 압력 범위를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아로부터의 충치 조직의 제거 방법.
18. 치아로부터의 치석 및 플라그 조직의 제거 방법에 있어서,

    고압 및 고속의 액체 제트를 방출하도록 된 오리피스를 갖는 치과용 수압 제트 공구를 제공하는 단계와,

    치석 및 플라그를 침식 및 제거하기 위해 고압 및 고속의 액체 제트를 치석 및 플라그로 향하게 하는 단계와,

    치석 및 플라그를 흡인 및 제거하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아로부터의 치석 및 플라그 조직의 제거 방법.
19. 제18항에 있어서, 주변의 건강한 치아 조직에 실질적으로 영향을 주지 않고 치석 및 플라그의 침식에 영향을 주는 상기 액체 제트의 속도 및 압력 범위를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아로부터의 치석 및 플라그 조직의 제거 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 액체 제트의 액체를 형성하기 위해 연마 물질을 함유한 용액을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아로부터의 치석 및 플라그 조직의 제거 방법.
21. 구강으로부터의 연질 조직의 외과적 제거 방법에 있어서,

    고압 및 고속의 액체 제트를 방출하도록 된 오리피스를 갖는 치과용 수압 제트 공구를 제공하는 단계와,

    연질 조직을 절제 및 유화시키기 위해 고압 및 고속의 액체 제트를 연질 조직으로 향하게 하는 단계와,

    절제 및 유화된 연질 조직을 흡인 및 제거하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강으로부터의 연질 조직의 외과적 제거 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 액체 제트의 액체를 형성하기 위해 항생 물질을 함유한 용액을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강으로부터의 연질 조직의 외과적 제거 방법.
23. 제21항에 있어서, 연질 조직은 치은 조직을 포함하는 것을 특징으로 하는 구강으로부터의 연질 조직의 외과적 제거 방법.
24. 제21항에 있어서, 연질 조직은 육아 조직을 포함하는 것을 특징으로 하는 구강으로부터의 연질 조직의 외과적 제거 방법.
25. 제21항에 있어서, 연질 조직은 치근을 악골에 고정하는 고유 치주 인대를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강으로부터의 연질 조직의 외과적 제거 방법.
26. 치과용 수압 제트 시스템에 있어서,

    고압 및 고속의 액체 제트를 방출하도록 된 제트 노즐을 갖는 치과용 수압 제트 장치와,

    액체를 저장하는 액체 저장조와,

    고압 하의 상기 액체를 상기 치과용 수압 제트 장치로 펌핑하도록 상기 유체 저장조에 연결되는 펌프 수단과,

    상기 고압 및 고속의 액체 제트를 방출시키기 위해 상기 치과용 수압 제트 장치를 선택적으로 작동시키는 제어 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
27. 제26항에 있어서, 상기 액체는 방부제 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
28. 제26항에 있어서, 상기 액체는 항생제 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는치과용 수압 제트 시스템.
29. 제26항에 있어서, 상기 액체는 연마제 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
30. 제26항에 있어서, 상기 유체 저장조는 상기 액체를 담는 밀봉백과, 상기 액체를 상기 펌프 수단으로 안내하는 안내 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
31. 제30항에 있어서, 상기 안내 수단은 상기 밀봉백을 내부에 수용하도록 된 밀봉 용기를 포함하여 상기 밀봉 용기 내의 압력이 상기 액체를 가압하여 상기 핸드피스로 유동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
32. 제30항에 있어서, 상기 안내 수단은 상기 액체를 상기 펌프 수단으로 중력 방향으로 유동시키도록 상기 밀봉백을 역전된 방식으로 현수하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
33. 제29항에 있어서, 상기 저장조 수단은 상기 연마제 용액을 담는 탱크와, 용액 내의 상기 연마제 성분을 유지하는 교반 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
34. 제26항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 펌프 수단과 상기 치과용 수압 제트 장치 사이에 개재된 제어 밸브와, 상기 수압 제트 장치의 작업자가 상기 제어 밸브를 온 및 오프시키는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
35. 제34항에 있어서, 상기 제어 밸브는 상기 오프 상태로 스위칭될 때마다 상기 수압 제트 장치 내의 유체 압력을 즉시 강하시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 시스템.
36. 치과용 수압 제트 장치에 있어서,

    주변 단부 및 말단부를 갖는 핸드피스와,

    상기 핸드피스의 말단부로부터 연장되는 캐뉼러와,

    상기 핸드피스 및 상기 캐뉼러를 관통하여 연장되는 제트 튜브와,

    상기 제트 튜브의 주변 단부를 고압 액체 공급원에 연결하는 수단과,

    고압 및 고속의 액체 제트를 방출하도록 상기 제트 튜브의 말단부에 있는 제트 노즐

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 장치.
37. 제36항에 있어서, 상기 핸드피스는 상기 제트 튜브의 일부를 중심으로 연장되는 튜브형 배럴을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 장치.
38. 제37항에 있어서, 제트 유체 및 치아 조직을 제거하는 흡인 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 장치.
39. 제38항에 있어서, 상기 흡인 수단은 상기 핸드피스 및 상기 캐뉼러를 관통하여 연장되는 흡인 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 흡인 채널은 상기 튜브형 배럴의 내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 장치.
41. 제40항에 있어서, 상기 흡인 수단은 상기 튜브형 배럴의 상기 내부에 연결되고 진공 흡인 장치에 연결되도록 된 커넥터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 수압 제트 장치.